JP2008185899A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各サブピクセルは、透過部と反射部と有し、液晶表示パネルはノーマリブラック特性であり、前記液晶層の透過部の厚さは、前記液晶層の反射部の厚さよりも大きく、第1の基板に設けられた第1の偏光板と、第1の偏光板と液晶層との間に設けられた第1の位相差膜と、第2の基板に設けられた第2の偏光板と、第2の偏光板と液晶層との間に設けられた第2の位相差膜とを有し、前記液晶層のツイスト角(θtw)は、30°≦θtw≦80°であり、前記第1の偏光板から入射した光が前記第1の位相差膜を通過した時点における光の偏光度を表すストークスパラメータ|S3|と、前記第2の偏光板から入射した光が前記第2の位相差膜を通過した時点における光の偏光度を表すストークスパラメータ|S3|が、光の波長λ=550nmにおいて、|S3|≦0.4である。
【選択図】図1
Description
透過型液晶表示装置では、背後に配置されたバックライト光源の光を利用して表示を行う。透過部は、暗室等の暗い環境でも表示を認識できるという長所がある。しかし、界面反射光の強度がバックライト光よりも強いような明るい環境下では表示を認識できなくなる。
一方、例えば、下記特許文献1〜3に記載されているように、液晶表示装置として、1つのサブピクセル内に反射部と透過部を有する半透過型液晶表示装置が知られている。
反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置は、互いの短所を補い合う関係にあるため、この両者を備えた半透過型液晶表示装置は、晴天時の屋外から暗室等までを含む広い条件下で使用が可能である。
例えば、前述の特許文献1では、液晶表示パネルの反射率−印加電圧特性及び透過率−印加電圧特性がノーマリホワイト特性の半透過型液晶表示装置において、液晶層のツイスト角と、透過部と反射部のリタデーションについて規定している。また、前述の特許文献2では、液晶表示パネルの反射率−印加電圧特性及び透過率−印加電圧特性がノーマリブラック特性(以下、単に、ノーマリブラック特性という)の半透過型液晶表示装置において、偏光板、位相差膜、液晶層のツイスト角と、液晶層の透過部と反射部のリタデーションについて規定している。また、前述の特許文献3では、ノーマリブラック特性の半透過型液晶表示装置において、楕円偏光板を用いることと、透過部ギャップと反射部ギャップの関係、液晶層のツイスト角と、液晶層の透過部と反射部のリタデーションと、位相差膜のリタデーションと、位相差膜の遅相軸と偏光板の吸収軸について規定している。
しかしながら、前述の特許文献1の段落番号[0029]に「ノーマリブラック特性の場合はセルギャップの制御が困難なのでノーマリホワイト特性を採用する。」と記載されているように、ノーマリブラック特性の半透過型液晶表示装置では、液晶層の厚さ(セルギャップ長)のギャップマージンが小さいという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ノーマリブラック特性の半透過型液晶表示装置において、液晶層の厚さのギャップマージンを、従来よりも大きくすることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
(1)第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部と有し、前記液晶表示パネルの反射率−印加電圧特性および透過率−印加電圧特性は、ノーマリブラック特性である液晶表示装置であって、前記液晶層の前記透過部の厚さは、前記液晶層の前記反射部の厚さよりも大きく、前記第1の基板に設けられた第1の偏光板と、前記第1の偏光板と前記液晶層との間に設けられた第1の位相差膜と、前記第2の基板に設けられた第2の偏光板と、前記第2の偏光板と前記液晶層との間に設けられた第2の位相差膜とを有し、前記液晶層のツイスト角(θtw)は、30°≦θtw≦80°であり、前記第1の偏光板から入射した光が前記第1の位相差膜を通過した時点における光の偏光度を表すストークスパラメータ|S3|は、光の波長λ=550nmにおいて、|S3|≦0.4であり、前記第2の偏光板から入射した光が前記第2の位相差膜を通過した時点における光の偏光度を表すストークスパラメータ|S3|は、光の波長λ=550nmにおいて、|S3|≦0.4である。
(3)(1)において、前記第1の位相差膜及び前記第2の位相差膜の少なくとも一方は、2枚の位相差膜で構成される。
(4)(1)ないし(3)の何れかにおいて、前記液晶層のツイスト角(θtw)は、40°≦θtw≦60°である。
(5)(1)ないし(3)の何れかにおいて、前記液晶層のツイスト角(θtw)は、30°≦θtw<40°であり、前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、0.472×θtw+93≦RΔnd≦1.452×θtw+145、または、−1.934×θtw+415≦RΔnd≦−0.978×θtw+467であり、前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、1.600×θtw+165≦TΔnd≦2.300×θtw+572である。
(7)(1)ないし(3)の何れかにおいて、前記液晶層のツイスト角(θtw)は、50°≦θtw<53°であり、前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、0.824×θtw+77≦RΔnd≦−11.63×(θtw−53)1/2+267、または、11.63×(θtw−53)1/2+267≦RΔnd≦−1.571×θtw+493であり、前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、4.667×θtw+18≦TΔnd≦4.667×θtw+481である。
(9)(1)ないし(3)の何れかにおいて、前記液晶層のツイスト角(θtw)は、60°≦θtw<70°であり、前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、1.319×θtw+49≦RΔnd≦−2.271×θtw+534であり、前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、7.400×θtw−161≦TΔnd≦−4.000×θtw+757である。
(10)(1)ないし(3)の何れかにおいて、前記液晶層のツイスト角(θtw)は、70°≦θtw≦80°であり、前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、1.992×θtw+2≦RΔnd≦−3.098×θtw+592であり、前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、8.300×θtw−224≦TΔnd≦0.300×θtw+708である。
本発明によれば、ノーマリブラック特性の半透過型液晶表示装置において、セルギャップ長(液晶層の厚み)のギャップマージンを従来よりも大きくすることが可能となる。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図1は、本発明の実施例の液晶表示装置の概略構成を示す要部断面図である。
本実施例の液晶表示装置は、ECB方式の半透過型液晶表示装置であり、第1の基板(SUB1)と、第2の基板(SUB2)と、第1の基板(SUB1)と第2の基板(SUB2)との間に挟持される液晶層(LC)とを有する。第1の基板(SUB1)、および第2の基板(SUB2)は、例えば、ガラス基板などで構成される。本実施例では、第2の基板(SUB2)側が観察面となっている。
第2の基板(SUB2)は、液晶層(LC)側に、対向電極(CT)と第2の配向膜(AL2)を有する。ここで、対向電極(CT)は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜で構成される。
また、第1の基板(SUB1)側には、アクティブ素子を構成する薄膜トランジスタ(TFT)が形成され、薄膜トランジスタ(TFT)のゲート電極は走査線(図示せず)に、ドレイン電極(または、ソース電極)は映像線(図示せず)に接続され、ソース電極(または、ドレイン電極)は、反射電極(RAL)と画素電極(PX)に接続される。ここで、画素電極(PX)は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜で構成される。
画素電極(PX)と薄膜トランジスタ(TFT)のソース電極は同層にあり、直接結合されているが、反射電極(RAL)と薄膜トランジスタ(TFT)のソース電極は異なる層にあり、両者はスルーホールを介して結合されている。
また、第1の基板(SUB1)の液晶層(LC)側の面には、第1の配向膜(AL1)が配置される。
反射電極(RAL)は、画素電極(PX)の上側に存在する。本実施例において、一画素内において、反射電極(RAL)が存在する部分が反射部(R−DIV)であり、反射電極(RAL)が存在せず、画素電極(PX)が現れている部分が透過部(T−DIV)となる。なお、これらの構成はあくまで一例であり、適宜変更が可能である。
第2の基板(SUB2)の液晶層(LC)と反対側面には、第2の位相差膜(RET2)と、第2の偏光板(POL2)とが配置される。また、第1の基板(SUB1)の液晶層(LC)と反対側面には、第1の位相差膜(RET1)と、第1の偏光板(POL1)とが配置される。
電圧無印加時において、1回目の第2の偏光板(POL2)の通過により直線偏光となった光の振動面が、前述の過程において、90°回転し、2回目に第2の偏光板(POL2)に入射した時点で第2の偏光板(POL2)の吸収軸に振動方向が平行になるようにすることにより、反射部(R−DIV)の特性として、ノーマリブラック特性を実現することができる。
コントラスト比(CR)は、電圧印加時と、電圧無印加時の反射率の比で表されるが、主にコントラスト比に影響を及ぼすのは、電圧無印加時の反射率である。電圧無印加時において、前述したような偏光変換が可視波長の全域において成り立つように、液晶層(LC)、第2の位相差膜(RET2)、第2の偏光板(POL2)の光学パラメータを設定し、この設定をもとに、第2の位相差膜(RET2)、第2の偏光板(POL2)および反射部(R−DIV)の液晶層の厚さ(セルギャップ長)(dr)を決定する。
電圧無印加時において、第1の偏光板(POL1)の通過により直線偏光となった光の振動面が、前述の過程において、光の振動面が回転し、第2の偏光板(POL2)に入射した時点で第2の偏光板(POL2)の吸収軸に振動方向が平行になるようにすることにより、透過部(T−DIV)の特性として、ノーマリブラック特性を実現することができる。
電圧無印加時において、前述したような偏光変換が可視波長の全域において成り立つように、第1の位相差膜(RET1)、第1の偏光板(POL1)の光学パラメータを設定し、この設定をもとに、第1の位相差膜(RET1)、第1の偏光板(POL1)および透過部(T−DIV)の液晶層(LC)の厚さ(セルギャップ長)(dt)を決定する。
また、本実施例の液晶表示装置における、第1の偏光板(POL1)の吸収軸(A−axis)の方位と、第1の位相差膜(RET1)の遅相軸(D−axis)の方位、第2の基板(SUB2)の第2の配向膜(AL2)の配向方向(H−CF)、第1の基板(SUB1)の第1の配向膜(AL1)の配向方向(H−TFT)、第2の位相差膜(RET2)の遅相軸(D−axis)の方位、第2の偏光板(POL2)の吸収軸(A−axis)の方位を関係を図2に示す。
また、本実施例の液晶表示装置における、液晶層(LC)の反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)と、液晶層(LC)の透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)との関係を図3に示す。
また、従来の液晶表示装置における、第1の偏光板(POL1)の吸収軸(A−axis)の方位と、第1の位相差膜(RET1)の遅相軸(D−axis)の方位、第2の基板(SUB2)の第2の配向膜(AL2)の配向方向(H−CF)、第1の基板(SUB1)の第1の配向膜(AL1)の配向方向(H−TFT)、第2の位相差膜(RET2)の遅相軸(D−axis)の方位、第2の偏光板(POL2)の吸収軸(A−axis)の方位を関係を図4に示す。
また、従来の液晶表示装置における、液晶層(LC)の反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)と、液晶層(LC)の透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)との関係を図5に示す。
なお、図2,図4において、それぞれの角度は、x軸から反時計回りの角度で定義される。ここで、x軸は、第2の配向膜(AL2)の配向方向(H−CF)から時計回りで65度の角度となる直線である。
また、ツイスト角(θtw)は、一般的に、第1の基板(SUB1)の第1の配向膜(AL1)の配向方向(H−TFT)と、第2の基板(SUB2)の第2の配向膜(AL2)の配向方向(H−CF)とがアンチパラレルのときを、0°と考えるので、図2,図4に示した箇所で測った角度がツイスト角(θtw)となる。よって、図2、図4では、ツイスト角(θtw)は、50°である。
[数1]
Nz=(nx−nz)/(nx−ny) ・・・・・・・・・・・・・ (1)
ここで、nxとnyは平面内の屈折率で、nxは遅相軸(D−axis)方向の屈折率、nyは進相軸方向の屈折率である。nzは厚さ方向の屈折率である。また、良く知られているように、液晶層(LC)のリタデーション(Δnd)とは、液晶層(LC)の屈折率異方性(Δn)と厚さ(セルギャップ長)の積であり、位相差膜のリタデーション(Δnd)とは、位相差膜の屈折率異方性(Δn)と厚さの積である。
図3と、図5とを比較して直ぐに理解できるように、本実施例の液晶表示装置は、透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)を、従来の液晶表示装置と同じにして、反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)を、従来の液晶表示装置よりも小さくし、それに伴い、第1の偏光板(POL1)の吸収軸(A−axis)と、第1の位相差膜(RET1)の遅相軸(D−axis)との成す角度、および、第2の偏光板(POL2)の吸収軸(A−axis)と、第2の位相差膜(RET2)の遅相軸(D−axis)との成す角度を変更したことを特徴とする。
これにより、本実施例では、液晶層(LC)に入射する光の偏光状態が従来のものから変化し、ギャップマージンを改善することが可能となる。以下、この点について説明する。
初めに、液晶層(LC)の屈折率異方性(Δn)と、反射部(R−DIV)におけるセルギャップ長と、透過部(T−DIV)におけるセルギャップ長と、ツイスト角(θtw)とを、任意の定数として設定する。
次に、これらの数値が与えられた時に、良好なノーマリブラック特性を実現するための条件(第1の偏光板(POL1)、第1の位相差膜(RET1)、第2の偏光板(POL2)、第2の位相差膜(RET2)のパラメータ)を、計算により求める。
そのために、まず、反射部(R−DIV)において、電圧無印加時に良好な暗表示を実現するための条件を求める。ここで、前提条件として、電圧無印加時は、反射電極(RAL)上で、円偏光になっている(偏光状態を表すストークスパラメータ|S3|=1)であると仮定する。そして、円偏光の状態で反射電極(RAL)から出発した光が、電圧無印加時の反射部(R−DIV)の液晶層(LC)を通過した時点における偏光状態(これを、偏光状態Aと定義する)を計算する。この偏光状態AのストークスパラメータS1,S2,S3は、反射部(R−DIV)における電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)と、ツイスト角(θtw)の関数で表されるため、代入して計算すれば1つに定まる(ストークスパラメータの計算方法は周知であるため説明を省略する)。
次に、この偏光状態Cの光が、このまま第1の位相差膜(RET1)まで到達すると仮定する。そして、偏光状態Cの光が第1の位相差膜(RET1)および第1の偏光板(POL1)によって最もよく吸収される、すなわち、暗表示が行われるための条件を求める。例えば、第1の偏光板(POL1)の吸収軸の方向、第1の位相差膜(RET1)の遅相軸の方向、第1の位相差膜(RET1)のリタデーションをそれぞれ変数とし、この3つの変数を変化させた時の第1の偏光板(POL1)から出射される光の輝度を求め、この輝度が最も小さくなるための条件を総当りでシミュレーションすれば、最適化された3つの変数の値が求められる(このシミュレーションは通常行われている方法で行えばよいので説明を省略する)。以上の手順で、第1の偏光板(POL1)と第1の位相差膜(RET1)の最適な仕様が決定できる(最適な条件が定数として定まる)。
尚、透過部(T−DIV)において、第1の偏光板(POL1)から入射した光が第1の位相差膜(RET1)を通過した時点における光の偏光状態を、偏光状態Dと定義した場合、偏光状態Dのストークスパラメータ|S3|は、偏光状態Cのストークスパラメータ|S3|と等しい。
また、反射部(R−DIV)において、第2の偏光板(POL2)から入射した光が第2の位相差膜(RET2)を通過した時点における光の偏光状態を、偏光状態Eと定義した場合、偏光状態Eのストークスパラメータ|S3|は、偏光状態Bのストークスパラメータ|S3|と等しい。
このようにして表1、表2の仕様を得るとともに、透過部(T−DIV)のセルギャップ長や、反射部(R−DIV)のセルギャップ長や、ツイスト角(θtw)を様々に変化させ、セルギャップマージンを解析した。また、同様に、液晶層(LC)と第1の位相差層(RET1)との間の界面における偏光状態と、液晶層(LC)と第2の位相差層(RET2)との間の界面における偏光状態とを解析した。その結果、前記界面における偏光状態を表すストークスパラメータ|S3|≦0.4の場合にギャップマージンが従来に比べて大きくなることを見出した。
従来の図5の場合は、dr=5.2×(280/395)=3.69(μm)に相当する。本実施例の図3の場合は、dr=5.2×(230/395)=3.03(μm)に相当する。
はじめに、dr=4.0μmとおいたときの偏光板および位相差膜のパラメータを既に説明した設計方法により最適化して計算する。
次に、計算により求めたパラメータで液晶セルを構成したときに、透過部(T−DIV)のセルギャップ長が5.2μmから|Δd|だけずれたと仮定する。このとき、透過コントラスト比CR≧50を満たすことができる|Δd|の範囲を、総当りのシミュレーションにより計算する(シミュレーションの方法は通常行われている方法を用いればいいので説明を省略する)。このときの|Δd|を基準と考え、図6の縦軸における相対値の1とした。
その後、drを様々な値に設定しながら各drについて同様の計算を繰り返して、透過コントラスト比CR≧50を満たすことができる|Δd|の範囲を求め、相対値に変換して図6にプロットしていった。
図6から分かるように、透過部(T−DIV)のセルギャップ長を、一定の厚さとして、反射部(R−DIV)のセルギャップ長を、従来例よりも狭くしたときに、透過部(T−DIV)のセルギャップ長のギャップマージンが改善される。図6では、反射部(R−DIV)の最適なセルギャップ長は、2.2μmである。
図7において、ストークスパラメータ|S3|が、|S3|≦0.4のとき、反射部(R−DIV)のセルギャップ長は、2μm〜3.4μmの範囲である。図6に示すように、反射部(R−DIV)のセルギャップ長が、2μm〜3.4μmの範囲のときには、透過部(T−DIV)のセルギャップ長のギャップマージン(M−Gap)は、1.1以上となることが分かる。
即ち、透過部(T−DIV)にバックライト(BL)から入射する光の偏光状態を表すストークスパラメータ|S3|と、反射部(R−DIV)に入射する光の偏光状態を表すストークスパラメータ|S3|とが、|S3|≦0.4のときに、透過部(T−DIV)のセルギャップ長のギャップマージンを改善することができる。
これにより、コントラスト比を向上させた上で、歩留まりを向上させることができる。
図8の白ヌキの丸印が、第2の位相差膜(RET2)を通過した時点のストークスパラメータ|S3|を示し、図8の塗り潰しの丸印が、第1の位相差膜(RET1)を通過した時点のストークスパラメータ|S3|を示す。なお、ストークスパラメータ|S3|は、下記(2)式より定義される。
[数2]
|S3|=|sin(2πΔnd/λ)sin(2θ)|
・・・・・・・・・・・・・・・・ (2)
ここで、Δndは、位相差膜のリタデーション(nm)、λは、光の波長(nm)、θは、偏光板の吸収軸(A−axis)と位相差膜の遅相軸(D−axis)との成す角度(rad)である。
図8のA1が、表1に示す本実施例の場合の、第1の位相差膜(RET1)および第2の位相差膜(RET2)を通過した時点のストークスパラメータ|S3|を示し、図8のA2が、本実施例の他の例の場合(dr=2.3μmとして設定した場合)の、第1の位相差膜(RET1)および第2の位相差膜(RET2)を通過した時点のストークスパラメータ|S3|を示す。図8に示すように、本実施例では、|S3|≦0.4となっている。
図8のBが、表2に示す従来例の場合の、第1の位相差膜(RET1)および第2の位相差膜(RET2)を通過した時点のストークスパラメータ|S3|を示し、また、図8のCが、先の特許文献2に記載の液晶表示装置、第1の位相差膜(RET1)および第2の位相差膜(RET2)を通過した時点のストークスパラメータ|S3|を示し、さらに、図8のDが、先の特許文献3に記載の液晶表示装置、第1の位相差膜(RET1)および第2の位相差膜(RET2)を通過した時点のストークスパラメータ|S3|を示す。図8に示すように、表2に示す従来例、先の特許文献2あるいは特許文献3に記載の液晶表示装置では、|S3|>0.4となっていることが分かる。
したがって、本実施例において、電圧無印加時に、第1の位相差膜(RET1)と透過部(T−DIV)の液晶層(LC)との界面における、光の偏光状態(D)を表すストークスパラメータ|S3|は、|S3|≦0.4であり、第2の位相差膜(RET2)と反射部(R−DIV)の液晶層(LC)との界面における、光の偏光状態(E)を表すストークスパラメータ|S3|は、|S3|≦0.4である。
偏光状態(D)、偏光状態(E)のストークスパラメータ|S3|が同じであれば、液晶層(LC)の電圧無印加時のリタデーションやツイスト角(θtw)を変えても似たような傾向を示すので、次に、これまで特定の値に固定して説明してきた液晶層(LC)の電圧無印加時のリタデーションやツイスト角(θtw)を他の値にまで拡張して本発明を一般化して説明する。
図9において、横軸は、液晶層(LC)のツイスト角(θtw)であり、縦軸は、液晶層(LC)の反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)を示す。
図10は、電圧無印加時に、偏光状態(D)のストークスパラメータ|S3|が、|S3|≦0.4となる条件を示すグラフである。
図10において、横軸は、液晶層(LC)のツイスト角(θtw)であり、縦軸は、液晶層(LC)の透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)を示す。なお、図10において、実線は下限値と、波線は上限値を示す。
図9、図10において、直線近似、あるいは2次曲線により、ストークスパラメータ|S3|が、光の波長λ=550nmにおいて、|S3|≦0.4となる条件は以下の通りである。
(1)液晶層(LC)のツイスト角(θtw)が、30°≦θtw<40°の場合、
反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)は、
0.472×θtw+93≦RΔnd≦1.452×θtw+145、
または、−1.934×θtw+415≦RΔnd≦−0.978×θtw+467
透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)は、
1.600×θtw+165≦TΔnd≦2.300×θtw+572
反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)は、
0.668×θtw+85≦RΔnd≦2.952×θtw+85、
または、−3.571×θtw+480≦RΔnd≦−1.322×θtw+481
透過部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)は、
2.200θ×tw+141≦TΔnd≦5.000×θtw+464
(3)液晶層(LC)のツイスト角(θtw)が、50°≦θtw<53°の場合、
反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)は、
0.824×θtw+77≦RΔnd≦−11.63×(θtw−53)1/2+267、または、11.63×(θtw−53)1/2+267≦RΔnd≦−1.571×θtw+493、
透過部(T−DIV)のリ電圧無印加時のタデーション(TΔnd)は、
4.667×θtw+18≦TΔnd≦4.667×θtw+481
(4)液晶層(LC)のツイスト角(θtw)が、53°≦θtw<60°の場合、
反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)は、
0.976×θtw+69≦RΔnd≦−1.800×θtw+506
透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)は、
2.571×θtw+129≦TΔnd≦0.714×θtw+690
反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)は、
1.319×θtw+49≦RΔnd≦−2.271×θtw+534
透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)は、
7.400×θtw−161≦TΔnd≦−4.000×θtw+757
(6)液晶層(LC)のツイスト角(θtw)が、70°≦θtw≦80°の場合、
反射部(R−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)は、
1.992×θtw+2≦RΔnd≦−3.098×θtw+592、
透過部(T−DIV)の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)は、
8.300×θtw−224≦TΔnd≦0.300×θtw+708
但し、リタデーション(TΔnd)は、光の波長λ=550nmのときの値である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
また、図8では第1の位相差膜(RET1)を1枚のみで構成した場合について説明しているが、第1の位相差膜(RET1)を2枚以上で構成しても良い。その場合、最適化すべきパラメータの数は増えるが、本発明の設計思想はそのまま使用できる。同様に、図8では第2の位相差膜(RET2)を1枚のみで構成した場合について説明しているが、第2の位相差膜(RET2)を2枚以上で構成しても良い。
尚、本明細書では液晶層(LC)と位相差膜との間の界面における偏光状態を表すストークスパラメータ|S3|≦0.4を満たすパラメータの組合せの一部でしか具体的に効果を図示していないが、|S3|≦0.4を満たすさまざまなパラメータの組合せにおいて、良好な効果が得られることを確認している。
尚、本発明において、ストークスパラメータ|S3|を計算する場合は、可視光(380〜780nm)のうち、視感度の高い波長である波長λ=550nmを用いて計算している。図6〜図10に示したグラフも、波長λ=550nmの時のグラフである。
但し、偏光板、位相差膜、液晶層(LC)のリタデーションなどのパラメータを総当りのシミュレーションで最適化計算する場合には、波長による誤差がなるべく小さくなるように、波長450nm、500nm、550nm、600nm、650nmの5点を用いて計算した。但し、最適化計算に用いる波長は、これらの波長に限られず、550nmのみで行っても良いし、上記した5点以外の点を用いても良い(但し、500nm〜600nmの中から少なくとも1点が含まれていることが望ましい)。
SUB1,SUB2 基板
LC 液晶層
CT 対向電極
POL1,POL2 偏光板
RET1,RET2 位相差膜
AL1,AL2 配向膜
TFT 薄膜トランジスタ
PX 画素電極
RAL 反射電極
PAS1,PAS2 層間絶縁膜
T−DIV 透過部
R−DIV 反射部
A−axis 吸収軸
D−axis 遅層軸
Claims (10)
- 第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、
前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部と有し、
前記液晶表示パネルの反射率−印加電圧特性および透過率−印加電圧特性は、ノーマリブラック特性である液晶表示装置であって、
前記液晶層の前記透過部の厚さは、前記液晶層の前記反射部の厚さよりも大きく、
前記第1の基板に設けられた第1の偏光板と、
前記第1の偏光板と前記液晶層との間に設けられた第1の位相差膜と、
前記第2の基板に設けられた第2の偏光板と、
前記第2の偏光板と前記液晶層との間に設けられた第2の位相差膜とを有し、
前記液晶層のツイスト角(θtw)は、30°≦θtw≦80°であり、
前記第1の偏光板から入射した光が前記第1の位相差膜を通過した時点における光の偏光度を表すストークスパラメータ|S3|は、光の波長λ=550nmにおいて、|S3|≦0.4であり、
前記第2の偏光板から入射した光が前記第2の位相差膜を通過した時点における光の偏光度を表すストークスパラメータ|S3|は、光の波長λ=550nmにおいて、|S3|≦0.4であることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1の位相差膜と前記第2の位相差膜は、それぞれ1枚のみの位相差膜で構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1の位相差膜及び前記第2の位相差膜の少なくとも一方は、2枚の位相差膜で構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層のツイスト角(θtw)は、40°≦θtw≦60°であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層のツイスト角(θtw)は、30°≦θtw<40°であり、
前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、0.472×θtw+93≦RΔnd≦1.452×θtw+145、または、−1.934×θtw+415≦RΔnd≦−0.978×θtw+467であり、
前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、1.600×θtw+165≦TΔnd≦2.300×θtw+572であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層のツイスト角(θtw)は、40°≦θtw<50°であり、
前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、0.668×θtw+85≦RΔnd≦2.952×θtw+85、または、−3.571×θtw+480≦RΔnd≦−1.322×θtw+481であり、
前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、2.200×θtw+141≦TΔnd≦5.000×θtw+464であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層のツイスト角(θtw)は、50°≦θtw<53°であり、
前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、0.824×θtw+77≦RΔnd≦−11.63×(θtw−53)1/2+267、または、11.63×(θtw−53)1/2+267≦RΔnd≦−1.571×θtw+493であり、
前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、4.667×θtw+18≦TΔnd≦4.667×θtw+481であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層のツイスト角(θtw)は、53°≦θtw<60°であり、
前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、0.976×θtw+69≦RΔnd≦−1.800×θtw+506であり、
前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、2.571×θtw+129≦TΔnd≦0.714×θtw+690であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層のツイスト角(θtw)は、60°≦θtw<70°であり、
前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、1.319×θtw+49≦RΔnd≦−2.271×θtw+534であり、
前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、7.400×θtw−161≦TΔnd≦−4.000×θtw+757であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層のツイスト角(θtw)は、70°≦θtw≦80°であり、
前記液晶層の前記反射部の電圧無印加時のリタデーション(RΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、1.992×θtw+2≦RΔnd≦−3.098×θtw+592であり、
前記液晶層の前記透過部の電圧無印加時のリタデーション(TΔnd)(nm)は、光の波長λ=550nmにおいて、8.300×θtw−224≦TΔnd≦0.300×θtw+708であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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| JP2007020947A JP2008185899A (ja) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | 液晶表示装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI603125B (zh) * | 2014-09-05 | 2017-10-21 | 夏普股份有限公司 | 液晶顯示面板 |
Citations (4)
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| JP2000187220A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-07-04 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
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-
2007
- 2007-01-31 JP JP2007020947A patent/JP2008185899A/ja active Pending
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